Термооптические характеристики диодно-накачиваемых Nd:YAG лазеров с керамическими и кристаллическими активными элементами

Богданович М.В., Григорьев А.В., Дудиков В.Н., Лепченков К.В., Рябцев А.Г., Рябцев Г.И., Шпак П.В., Щемелев М.А.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Рябцев Г.И., Богданович М.В., Григорьев А.В., Дудиков В.Н., Лепченков К.В., Рябцев А.Г., Шпак П.В., Щемелев М.А. Термооптические характеристики диодно-накачиваемых Nd:YAG лазеров с керамическими и кристаллическими активными элементами // Оптический журнал. 2020. Т. 87. № 2. С. 50–55. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2020-87-02-50-55

Ryabtsev G.I., Bogdanovich M.V., Grigoriyev A.V., Dudikov V.N., Lepchenkov K.V., Ryabtsev A.G., Shpak P.V., Shchemelev M.A. Thermo-optic properties of diode-pumped Nd:YAG lasers with ceramic and crystalline active elements [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2020. V. 87. № 2. P. 50–55. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2020-87-02-50-55

Ссылка на англоязычную версию:

G. I. Ryabtsev, M. V. Bogdanovich, A. V. Grigor’ev, V. N. Dudikov, K. V. Lepchenkov, A. G. Ryabtsev, P. V. Shpak, and M. A. Shchemelev, "Thermo-optic properties of diode-pumped Nd:YAG lasers with ceramic and crystalline active elements," Journal of Optical Technology. 87(2), 105-109 (2020). https://doi.org/10.1364/JOT.87.000105

Аннотация:

Исследованы термооптические характеристики мощных импульсных диодно-накачиваемых лазеров на основе Nd:YAG керамических и кристаллических активных элементов с концентрациями ионов неодима 2,0 и 1,1 ат. % соответственно. Показано, что при сравнимых параметрах возбуждения средняя мощность тепловыделения в керамическом активном элементе на 30–35% выше, чем в активном элементе на основе Nd:YAG кристалла. Различия в мощностях тепловыделения проявляются в зависимостях энергии импульсов поляризованного выходного излучения от частоты. Четвертьволновая пластинка обеспечивает частичную компенсацию термически наведённого двулучепреломления. Предельные частоты, до которых применение данного метода является эффективным, для исследованных керамических и кристаллических АЭ составляют 50 и 70 Гц соответственно.

Ключевые слова:

Nd:YAG лазер, поперечная диодная накачка, керамика, кристаллическая активная среда, термооптические характеристики

Коды OCIS: 140.3480, 140.3530, 140.3580, 010.3640

Список источников:

1. Ikesue A., Aung Y.L., Taira T., Kamimura T., Yoshida K., Messing G.L. Progress in ceramic lasers // Annu. Rev. Mater. Res. 2006. V. 36. P. 397–429.
2. Ватник С.М., Осипов В.В., Ведин И.А., Курбатов П.Ф. Исследование генерационных характеристик лазерной керамики 1% Nd:YAG // Квантовая электроника. 2013. Т. 43. № 3. C. 288–290.
3. Goldstein A., Krell A. Transparent ceramics at 50: progress made and further prospects // J. Am. Ceram. Soc. 2016. V. 99. No. 10. P. 3173–3197.

4. Безотосный В.В., Балашов В.В., Булаев В.Д. и др. Генерационные характеристики новых лазерных керамик отечественного производства // Квантовая электроника. 2018. Т. 48. № 9. C. 802–806.
5. Снетков И.Л., Палашов О.В., Осипов В.В., Мухин И.Б., Максимов Р.Н., Шитов В.А., Лукьяшин К.Е. Непрерывная генерация лазерного излучения мощностью 80 Вт в Yb:YAG керамике // Квантовая электроника. 2018. Т. 48. № 8. C. 683–685.
6. Ikesue A., Aung Y.L. Origin and future of polycrystalline ceramic lasers // IEEE J. Selected Topics in Quantum. Electron. 2018. V. 24. No. 5. P. 1–7.
7. Li J., Wu Y., Pan Y., Liu W., Huang L., Guo J. Fabrication, microstructure and properties of highly transparent Nd:YAG laser ceramics // Opt. Materials. 2008. V. 31. P. 6–17.
8. Ikesue A., Aung Y.L., Lupei V. Ceramic lasers. Cambridge: Cambridge University Press, 2013. 445 p.
9. Lu J., Murai T., Takaichi K. et al. 72 W Nd:Y3Al5O12 ceramic laser // Appl. Phys. Letters. 2001. V. 78. No. 23. P. 3586–3588.
10. Shoji I., Sato Y., Kurimura S., Lupei V., Taira T., Ikesue A., Yoshida K. Thermal-birefringence-induced depolarization in Nd:YAG ceramics // Optics Lett. 2002. V. 27. No. 4. P. 234–236.
11. Khazanov E.A. Thermally induced birefringence in Nd:YAG ceramics // Optics Lett. 2002. V. 27. No. 9. P. 716–718.
12. Каган М.А., Хазанов Е.А. Компенсация термонаведенного двулучепреломления в активных элементах из поликристаллической керамики // Квантовая электроника. 2003. Т. 33. № 10. C. 876–882.
13. Mukhin I.B., Palashov O.V., Khazanov E. A., Ikesue A., Aung Y.L. Experimental study of thermally induced depolarization in Nd:YAG ceramics // Optics Express. 2005. V. 13. No. 16. P. 5983–5987.
14. Снетков И.Л., Мухин И.Б., Палашов О.В., Хазанов Е.А. Особенности тепловой линзы в лазерной керамике // Квантовая электроника. 2007. Т. 37. № 7. C. 633–638.
15. Мезенов А.В., Сомс Л.Н., Степанов А.И. Термооптика твердотельных лазеров. 1986. Л.: Машиностроение. 199 с.
16. Мак А.А., Сомс Л.Н., Фромзель В.А., Яшин В.Е. Лазеры на неодимовом стекле. 1990. М.: Наука, 1990. 288 с.
17. Koechner W. Solid-state laser engineering. Berlin, Heidelberg, New York: Springer-Verlag, 1995. 708 p.
18. Clarkson W.A., Felgate N.S., Hanna D.C. Simple method for reducing the depolarization loss resulting from thermally induced birefringence in solid-state lasers // Optics Letters. 1999. V. 24. No. 12. P. 820–822.